planetologia

Ensimmäinen koko Titan-kuun kattava kartta on julkaistu

Ti, 11/19/2019 - 03:37 By Jarmo Korteniemi
Titanin geomorfologinen kartta (Lopes ja kumpp. 2019)

Saturnuksen suurimman kuun Titanin pinnasta on tehty ensimmäinen koko pallon kattava kartta. Tutkimus on oiva osoitus usealla erilaisella tiedelaitteella kerättyjen monien aineistojen yhteispelistä.

Tutkijat ovat vihdoin saaneet valmistettua yleisluontoisen geologisen kartan Saturnuksen Titan-kuusta. Kooste julkaistiin maanantaina Nature Astronomy -tiedejulkaisussa.

Kartta antaa kuvan dynaamisesta maailmasta, jota täplittävät dyynit, järvet, tasangot, kraatterit ja muut maastonmuodot.

"Titanilla on aktiivinen metaaniin perustuva nesteen kierto, joka on muokannut monimutkaista geologista maisemaa. Se on pinnaltaan yksi geologisesti monimuotoisimmista kappaleista Aurinkokunnassa. Vaikka Titanin ja maapallon aineet, lämpötilat ja painovoimakin ovat hyvin erilaiset, monet pinnanmuodot näillä kahdella kappaleella ovat hyvin samankaltaisia. Siksi ne voidaan tulkita saman geologisen prosessin aikaansaamiksi. Karttamme osoittaa, että erilaiset geologiset maastot sijaitsevat selvästi eri leveysasteilla ja kattavat erilaisia alueita", kuvailee artikkelin ensimmäinen kirjoittaja, Rosaly Lopes, planetologi Jet Propulsion Laboratorystä.

Kartta perustuu Nasan Cassini-luotaimen aineistoihin. Cassini kiersi Saturnusta 2004-2017 ja ohitti tuona aikana Titanin yli 120 kertaa. Cassinista irtautunut Euroopan avaruusjärjestön Huygens-laskeutuja tömähti Titanin pinnalle tammikuussa 2005.

Titan on Saturnuksen suurin kuu. Sillä on Maan tavoin paksu ja lähinnä typestä koostuva kaasukehä, joka tosin on lähes läpinäkymätön. Titan on myös Maan ohella ainoa tunnettu taivaankappale, jonka pinnalla esiintyy pysyvästi nestettä. Veden sijasta Titanin taivaalta tosin sataa metaania ja etaania. Meillä nuo hiilivedyt ovat kaasumaisia, Titanin kylmässä ilmastossa taas nesteitä.

Toisin kuin Maasta, Kuusta, Marsista ja monista muista taivaankappaleista tehdyt kartat, Titanin kartta ei perustu perinteiseen kuva-aineistoon. Syynä on Titanin lähes läpinäkymätön kaasukehä. Titania onkin tutkittu niin kameroilla, SAR-tutkalla, korkeusmittaritutkalla, spektrometreillä että monilla muilla laitteilla.

Kartoituksessa käytettiin pääasiallisesti Cassinin tutkan keräämää, kartoitukseen sopivaa heijastusdataa. Siitä SAR-aineistossa oli kuitenkin niin ammottavia aukkoja, ettei se kattanut kuin alle puolet Titanin pinnasta. Globaalin kartan aikaansaamiseksi oli pakko käyttää vaihtoehtoisia datoja.

Paikkaamiseen käytettiin useiden muiden tiedelaitteiden keräämiä tietoja. Tehtävään kelpasivat jopa paksun metaaniusvan läpi otetut hämyisät näkyvän valon ja infrapuna-alueen kuvat, joista erottuu vain suurimpia pinnanmuotoja. Aluksi tuo muu data korreloitiin tutka-aineiston kanssa siellä, missä niiden kuvauspeitto oli yhtenevä. Kun pinnan yksiköt tunnistettiin muiden aineistojen yhteispelillä, onnistuttiin tulkitsemaan millaisia maastotyyppejä tutkan aukkopaikoista löytyy.

Nyt julkaistulta kartalta erottuvat Titanin kuusi suurinta, laajimmalle levinnyttä ja selvintä maastotyyppiä. Tutkijat saivat myös määritettyä missä järjestyksessä eri rakenteet ovat syntyneet.

Kaikkein nuorimpia piirteitä ovat Titanin järvialueet ja dyynikentät. Molempien synty ja alati jatkuva muutos on dynaamisen kaasukehän ansiota.

Titanin päiväntasaaja on kuivaa aavikkoa, jota peittää laaja dyynien vyö. Yksittäiset dyynit ovat tyypillisesti vain kilometrin tai kahden levyisiä, mutta jopa satojen kilometrien pituisia. Niitä liikutteleva tuuli puhaltaa pääsääntöisesti lännestä itään. Repaleiset dyynit peittävät lähes Venäjän kokoisen alan.

Lähempänä napoja taas on kosteampaa, sillä vuotuinen sademäärä on siellä suurempi. Napojen läheltä löytyykin noin 650 järvi- tai meriallasta. Juuri tällä hetkellä vellovat metaani- ja etaanijärvet tosin sijoittuvat lähelle pohjoisnapaa, kun taas etelässä järvialtaat ovat pääosin kuivuneet. Syynä tähän on luultavasti ilmaston radikaali muutos: Useissa järvialtaissa  on merkkejä sekä toistuvista tulvista että kuivista kausista. Yhteenlaskettuna järvet kattavat jotakuinkin Pohjoismaiden laajuisen alueen.

Dyynejä ja järviä ennen syntyivät tasangot, jotka peittävät yhä leijonanosan eli 2/3 Titanin pinnasta - jotakuinkin Euraasian mantereen laajuisen siivun. Tasankoja on useaa alatyyppiä, mutta niiden alkuperää ei vielä oikein osata täysin selittää. Kyse lienee sedimenteistä, jotka ovat lähinnä hiilivetyä.

Titanin järven lähellä on usein tasankojakin vanhempia "labyrinttimaisia" seutuja, joissa näkyy muinaisia virtausuomia. Ne lienevät jonkinlaisia karstialueita, joissa neste on onnistunut rankasti syövyttämään pintamateriaa. Hieman vastaavia piirteitä löytyy myös maapallon kalkkikiviseuduilta.

Titanin ylivoimaisesti vanhimpia piirteitä ovat lukemattomat lyhyet itä-länsisuuntaiset vuorijonot, sekä muunlainen kumpuileva maasto. Tällaiset seudut ovat syntyneet kauan sitten Titanin nuoruudessa, kuun jäähtyessä, kutistuessa ja rypistyessä. Vuoret ovat tyypillisesti alle parin kilometrin korkuisia, mutta kaikkein korkein huippu kohoaa 3337 metrin korkeuteen.

Kartalle on merkitty myös Titanin muutamat harvat törmäyskraatterit. Niiden vähyydestä päätellään, että kraatterit häviävät keskimäärin jo muutamassa sadassa miljoonassa vuodessa - eli geologisesti varsin nopeasti.

Sekä vuoret että kraatterien seinämät koostuvat vesijäästä eli Titanin peruskalliosta. Kaikkia muita alueita peittää orgaanisista yhdisteistä koostuvan sedimenttiaineksen kerros.

Ylimalkainen globaali kartta on vasta kartoituksen ensimmäinen vaihe. Kuva Titanista tulee terävöitymään kun tutkijat perehtyvät yksittäisiin alueisiin. Tämä prosessi saattaa viedä jopa vuosikymmeniä.

Katso myös täyden resoluution kartta!

Lähde: Lopes ja kumpp.: "A global geomorphologic map of Saturn’s moon Titan." Nature Astronomy 2019. https://doi.org/10.1038/s41550-019-0917-6 (maksumuurin takana)

Meteoriitti paljasti - tulivuoria oli ennen planeettoja

Ma, 09/09/2019 - 20:47 By Jarmo Korteniemi
Kuva meteoriitista. (ASU Center for Meteorite Studies)

Aurinkokunnan alkuvaiheista on tehty uusi erikoinen löytö. Tutkijat huomasivat poikkeuksellisen vanhan meteoriitin olevan vulkaanista alkuperää. Kivi osoittaa, että tulivuoria saattoi kehittyä jo melko pienillä kappaleilla, kauan ennen planeettojen syntyä.

Muutama vuosi sitten tuntematon meteoriittien etsijä löysi 453-grammaisen epätavallisen kiven hiekkadyyniltä Mauritaniasta. Vuonna 2017 se myytiin alueella käyneelle tutkijalle, ja on nyt nimetty tunnuksella NWA 11119. (Sivukommentti: Se on siis järjestyksessä 11119. Luoteis-Afrikasta (North-West Africa) löydetty ja nimetty meteoriitti.)

Kivi on meteoriitiksi epätavallisen näköinen. Pinnan sulamiskuori on oliivinvihreä ja sisempi aines vaaleampaa kuin useimmissa meteoriiteissa. Kiveä täplittävät kauniin vihreät pyrokseenikiteet.

Varsinaisesti meteoriitin tekee kuitenkin erikoiseksi kaksi asiaa: sen ikä ja kivilaji. Kumpikaan ei yksinään ole kovin erikoinen asia, mutta yhdessä ne kertovat jotain ennenkuulumatonta aivan Aurinkokunnan alkuajoista.

Tutkimus aiheesta julkaistiin Nature Communications -julkaisusarjassa.

Kumpi oli ensin - tulivuori vai planeetta?

Noin 4,6 miljardia vuotta sitten Aurinkokuntamme alkoi muotoutua (tähtitieteellisesti) pienen pöly- ja kaasupilven tiivistyessä. Sen keskelle syttyi Aurinko. Ympäröivä aines painui pyöriväksi kiekoksi, jossa pöly ja ainemuruset takertuivat ja törmäilivat toisiinsa, synnyttäen aina vain suurempia kappaleita, jotka jatkoivat edelleen yhdistymisiään. Syntyi kilometrisiä "planetesimaaleja", niistä edelleen protoplaneettoja, ja lopulta planeettoja.

Sama prosessi jatkuu yhä. Kaikkein viimeisimpiä planeettojen kokoa kasvattavia hitusia ovat niiden pinnalle putoavat meteoriitit. Nyt me vain satumme olemaan täällä, tulkitsemassa hitusten mukana tulevaa tietoa muinaisesta maailmasta.

Analyysien mukaan NWA 11119 on 4,5651–4,5645 miljardin vuoden ikäinen. Se siis syntyi kymmeniä tai satoja miljoonia vuosia ennen Maata tai muita planeettoja ja edustaa näin Aurinkokunnan vanhimpia aineksia. (Sivukommentti: Se ei kuitenkaan ole juuri se kaikkein vanhin löydetty meteoriitti. Tuo titteli on tällä haavaa NWA 2364:llä, josta on mitattu vielä 3–4 miljoonaa vuotta NWA 11119:kin vanhempia ikiä.)

Monet NWA 11119:n ominaisuudet kertovat sen olevan selkeästi vulkaanista alkuperää. Kolmannes kivestä on tridymiittia, kvartsin kaltaista suuressa lämpötilassa syntyvää silikaattimineraalia. Vastaavia osuuksia tridymiittiä on tähän mennessä löydetty ainoastaan joistain Maan vulkaanisista kivistä. Kiveä täplittävä pyrokseeni taas syntyy kiteytymällä sulasta magmasta paineen pienentyessä. Kivessä on lisäksi paljon merkkejä nopeasta jäähtymisestä, mistä voi päätellä kiven päätyneen vauhdilla hyvin kuumasta hyvin kylmään. Tärkeintä kuitenkin on meteoriitin kivilaji, andesiitti.

Andesiittia syntyy tiettävästi ainoastaan monimutkaisten geologisten prosessien myötä. Emokappaleen täytyy ensinnäkin olla varsin pitkälle "differentioitunut" eli erottunut: raskaat aineet ovat vajonneet sen sisällä syvemmälle samalla kun kevyemmät aineet kelluvat pinnalla. Myöhemmin raskaamman syväaineksen täytyy nousta sulana pintaan paineen vaikutuksesta, ja matkalla osan siitä pitää kiteytyä. Magman tulee myös pystyä sulattamaan päällä olevaa silikaattista kevyttä materiaa, minkä jälkeen kivisulien tulee sekoittua, ennen pinnalle purkautumista.

Maapallolla andesiittia löytyy etenkin saarikaarten tulivuorista. Merellisen basalttisen laatan painuessa mantereisen alle se sulaa, ja magma alkaa nousta ylöspäin. Pinnalle syntyy tulivuoria, joista joistain purkautuu andesiittista laavasekoitusta.

Videolla pyöritellään palasta tutkittua meteoriittia.

Andesiittia on toistaiseksi löydetty lähinnä Maasta. Lisäksi siitä on löydetty viitteitä ainakin Marsista. Kivilajin on pitkään oletettu syntyvän vain varsin suurilla ja pitkälle kehittyneillä planeetoilla, ehkä protoplaneetoillakin

Muinaista andesiittia on kuitenkin löydetty myös meteoriiteista aiemminkin, mutta nuo kivet ovat olleet selvästi NWA 11119:ä nuorempia. Niiden emo(proto)planeetoilla oli 40 miljoonaa vuotta enemmän aikaa kasvaa ja differentioitua.

NWA 11119 on nyt kaikkein vanhin tunnettu magmakivestä koostuva meteoriitti - tai magmakivi ylipäätään. Sen materia on siis alunperin purkautunut sulana jonkin suurehkon emo(proto)planeetan syvemmistä kerroksista pinnalle. Oletetun syntyprosessin mukaan emon aines myös lieni varsin pitkälle erottunutta. Toistaiseksi ei kuitenkaan ymmärretä, kuinka riittävän suuria protoplaneettoja olisi vielä ehtinyt syntyä vain muutaman miljoonan vuoden ikäisessä Aurinkokunnassa.

Nyt tehty löytö joko työntää Aurinkokunnan syntyä hieman taaksepäin, tai antaa aiheen pohtia voisiko andesiittia syntyä muutoinkin kuin vain suurilla pitkälle kehittyneillä (proto)planeetoilla.

NWA 11119 lieneekin siis peräisin joltain aiemmin tuntemattomalta emokappaleelta, minkä kokoinen se sitten olikin - planetesimaali, protoplaneetta tai jotain muuta. Suurin osa tuosta kappaleesta on luultavasti käytetty jonkin planeetan rakennusaineeksi, tai sitten se on levinnyt avaruuteen suuren törmäyksen ansiosta. (Sivukommentti: Happi-isotoopianalyysin myös meteoriitit NWA 7235 ja Almahata Sitta saattavat olla peräisin samalta kappaleelta. Jos näin oli, ne ovat kuitenkin peräisin täysin eri alueelta sen pinnalla.)

"Tämä tutkimus on avain siihen, kuinka planeettojen rakennuspalikat muodostuivat. Olemme nyt löytäneet periaatteessa puuttuvan palasen palapeliimme. Siitä näkee, että tuliperäiset prosessit toimivat pienten masuunien tavoin ja prosessoivat suuren osan Aurinkokunnan kiinteistä aineista. Lopulta se johti planeettojenkin syntymiseen", summaa tutkimuksessa mukana ollut, Uuden Meksikon yliopiston meteoriitti-instituutin johtaja Carl Agee.

Löydön myötä vaikuttaa siltä, että vulkanismi (ja raskaiden ja kevyiden aineiden erottuminen) saattoikin käynnistyä jo paljon aiemmin ja paljon pienemmillä kappaleilla kuin on aiemmin oletettu. Kauan ennen kuin ne planeetan kokoisia kappaleita muodostui.

Lähteet: Srinivasan ja kumpp.: Silica-rich volcanism in the early solar system dated at 4.565 Ga (Nature Communications 2018); Arizonan valtionyliopiston tiedote.

Aloituskuva: ASU Center for Meteorite Studies

Cereksen kirkkaat pisteet tarkentuivat tappiin asti

Ke, 03/23/2016 - 15:55 By Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI / Jarmo Korteniemi

Cereksen kirkkaat pisteet alkavat vähitellen hahmottua. Uusista kuvista paljastuvat pinnanmuodot kertovat pinnan alta pursunneesta aineesta.

Cereksen kirkkaista pisteistä on julkaistu uusia kuvia. Optimoitu valotus näyttää nyt ensi kertaa kirkkaiden kohteiden pinnanmuotoja.  Aiemmissa kuvissa kohteet olivat joko liian pieniä tai ylivalottuneita. Uusien kuvien erotuskyky yltää 35 metriin kuvapistettä kohden. Cereksen pinnalla kurvaileva bussi tai näköalapaikalle rakennettu kesämökki saattaisivat siis erottua jo – vaikkeivät välttämättä kokonaista pikseliä täyttäisikään.

Tämän tarkempia kuvia Cereksen pinnalta ei näillä näkymin saada. Dawn-luotain on saavuttanut kääpiöplaneettaa lähimpänä olevan kartoitusratansa, ja sen lento lähestyy loppuaan.

Otsikkokuvassa uusi tarkka kuva on yhdistetty aiemmin otettuun väärävärikuvaan alueesta. Alla kirjoittajan hahmotelma kuvassa näkyvistä piirteistä.

 

Kuvasta erottuu kauniisti, kuinka lähes kaikki kirkkaat alueet ovat mittavan ja haarautuvan halkeamaverkoston varrella.

Laikuksi aiemmassa kartassa nimetty suurin ja kirkkain piste sijaitsee noin kymmenkilometrisen, halkeamien ja kielekkeiden ympäröimän kuopan sisällä. Laikun keskellä nousee 2–3 kilometrin levyinen kohouma, joka lienee kirkkaan materian lähde. Mikä se sitten on, onkin jo vaikeampi selvittää.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA / Jarmo Korteniemi

Yllä: Aiempi kartoitus antaa kontekstia kirkkaiden pisteiden sijainnille. Kuvien erot kertovat kirkkaiden pisteiden kenties muuttuvan varsin nopeasti.

 

Laikun kuoppa ei missään nimessä vaikuta törmäyskraatterilta. Siltä puuttuvat sekä reunavalli (vaikka sellaisen osia voikin halutessaan kuvassa nähdä) että heittelekenttä, eikä kraattereiden reunoja yleensä kierrä halkeamaverkostoakaan. Kuoppa lienee 92-kilometrisen Occator-emokraatterin keskuskuoppa, ja seurausta juuri tuosta törmäyksestä - vastaavia keskuskuoppia löytyy muiltakin taivaankappaleilta. Kun vielä oikealla näkyvät pienemmätkin kirkkaat pisteet sijoittuvat halkeamien varrelle, käy selväksi, että sisäsyntyinen prosessi selittää piirteet parhaiten. Jotain on pursunnut Cereksen pinnan alta.

Materian pursuttamiseksi pinnalle tarvitaan painetta. Maapallon tulivuorissa paine tulee alhaalta, kuuman materian vaatiessa lisää elintilaa, suoladoomeissa (jotka tosin eivät pinnalle asti yleensä tursua) syynä taas on päällä lojuvan kerroksen kasvanut tiheys. Mutatulivuoret ovat edellisten prosessien yhdistelmiä. Pingot ja palsat taas paisuvat maan alla kasvavan jääsydämen ansiosta.

Cereksen kirkkaiden pisteiden materia on hyvin suolapitoista – eivät kuitenkaan natriumkloridia vaan magnesiumsulfaattia. Kun tieto yhdistetään muutaman vuoden takaisiin ja nyt varmistettuihin löytöihin kääpiöplaneetan moninaisista vesiprosesseista, kuva alkaa selkiytyä. Luultavasti Laikku ja sen pienet serkut ovat jonkinlaisen meikäläisittäin ajateltuna varsin eksoottisemman tulivuoritoiminnan aikaansaamia. Suolaista vettä, vetistä suolaa, ja kenties koko systeemiä ajaa Occatorin varsin tuoreen kraatterin indusoima lämpö. Laikun keskiosat vaikuttavat myös olevan tiheämpää materiaalia kuin ympäröivä seutu.

Tai sitten ne ovat jotain hieman muuta. Vaikka kirkkaat pisteet siis erottuvatkin jo varsin selvästi, alkuperä jää vielä vähäksi aikaa hämärän peittoon.

Suomessa uusista kuvista kertoi ensimmäisenä Helsingin Sanomat.

Kirjoittaja on luotainkuvien analyysointiin erikoistunut planeettageologi.

Päivitys 23.3.2016 klo 20.00: Otsikkoa muutettu.
Päivitys 23.3.2016 klo 22.00: Selvennetty ensimmäistä leipätekstikappaletta.

Päivitys 24.3.2016 klo 17.30: Lisätty linkki Helsingin Sanomien juttuun.

Kaikki kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI / Jarmo Korteniemi

Cereksen kirkkaista pisteistä erottuu jotain ... todella outoa

To, 09/10/2015 - 12:14 By Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA / Jarmo Korteniemi

Cereksen pinnalta huomattiin jo Dawn-luotaimen varhaisissa kuvissa useita selittämättömiä kirkkaita alueita. Vastikään pari niistä saatiin kuvattua entistä tarkemmin (katso eilinen juttumme aiheesta). Tässä jutussa katsotaan, mitä siellä tarkalleen näkyy.

Kuvaa hallitsee 92-kilometrinen törmäyskraatteri nimeltään Occator. Se on varsin tyypillinen kompleksinen kraatteri, joka ei enää pienten kraatterien tavoin ole maljamainen. Sen pohja on jokseenkin tasainen, reunat ovat laajalta alueelta romahtaneet terasseiksi, ja keskeltä löytyy jonkinmoinen kohouma. (Lisää Cereksen kraattereita voi muuten katsella Emily Lakdawallan blogista.)

Occatorin pohjalla on kaksi kirkasta läiskää. Jotta tiedämme missä mennään, ristimme kirkkaamman ja keskellä olevan tässä jutussa Laikuksi. Himmeämpi kohde koillisessa olkoon Suttu.

Mitä Laikku ja Suttu sitten ovat? Esitän alla muutaman valistuneen arvauksen niiden alkuperästä. Kirkkaus kuitenkin johtuu jokaisessa aivan samasta asiasta: jäästä (tai jostain suolaisesta jääliuoksesta). Kaikissa tuo tavara on peräisin pinnan alta.

Vaihtoehto 1: Törmäyskraattereita?

Aivan Laikun keskellä on lähes täydellisen pyöreä, kolmekilometrinen rinkula. Se voisi hyvin olla törmäyskraatteri (sellainen maljamainen), jolloin mutkikkaampi kirkas alue ympärillä olisi pinnalle lentänyttä jääpitoista tavaraa. Sutun taas voi nähdä rykelmänä pikkukraattereita, jotka syntyivät pääkappaleesta irronneiden palasten (tai ehkä vain sitä seuranneiden kuiden?) törmäyksissä.

Mutta suuremmillakin Cereksen kraattereilla on ympärillään jäinen heittelekenttä. Kuvia parista löytyy täältä. Vastaavia tuoretta jäätä paljastaneita törmäyksiä on löydetty useita esimerkiksi Marsista. Niissä kraattereiden läpimitta on tosin ollut paljon pienempi, yleensä vain kymmeniä metrejä.

Törmäysidea ei ole aivan ongelmaton. Laikku on tismalleen keskellä Occatoria. Vaikka tämä on tietysti mahdollista (törmäykset kun ovat satunnaisia), se on myös epätodennäköistä. Ja lisäksi Occatorin pohjan suuri halkeamamäärä johdattaa ajatukset toisaalle.

Vaihtoehto 2: Tulivuoria ja purkausaukkoja?

Occatorin oudoin piirre on suuri halkeamavyöhyke. Se lähtee viuhkamaisena eteläiseltä seinämältä ja ulottuu selvästi törmäysaltaan keskelle asti. Halkeamat kiertävät Laikkua samankeskisinä kaarina, lähes ympyröinä. Osa niistä kääntyy koilliseen, muuttuu epäselvemmiksi viivoiksi, ja päätyy keskelle Suttua. Sutun kirkkaat alueet vieläpä keskittyvät viivojen ympärille.

Yllä: Kuun Atlas-kraatterin pohjalla risteilee halkeamia. Paikoin halkeamat ovat toimineet myös purkauspaikkoina paikalliselle tulivuoritoiminnalle (tummat läiskät halkeamien varsilla). Kuva: Nasa/USGS

Laikku voisi hyvinkin olla (jää)tulivuoren purkausaukko. Se näyttää sellaiselta. Sitä kiertävät halkeamakaaret olisivat merkki pinnan vajoamisesta, joka johtui (jää)magmasäiliön tyhjenemisestä sen alla. Himmeämpi Suttukin saa kirkkautensa (jää)vulkanismista, mutta useiden pienempien purkausten aiheuttamana. Siellä purkauspaikkoina toimivat halkeamat, aivan kuten Kuussakin (tämä näkyy vaikkapa ylläolevasta kuvasta). Vaikka Kuussa purkausjäljet ovat yleensä ympäristöä tummempia, Ceresin olosuhteissa ympärille purskahtanut jäälaava näkyisi kuitenkin kirkkaana.

Mutta eihän asia tietenkään ole noinkaan yksiselitteinen. Halkeamat kertovat pinnan venymisestä ja repeämisestä. Occatorin halkeamaviuhka on outo ja epäselvä, eikä muistuta Marsin tai Kuun kraattereista löytyviä vulkaanisia tai tektonisia repeämiä. Syy voi olla yksinkertaisesti Ceresin erilaisissa aineissa. Tai sitten halkeamat eivät olekaan ihan täysin vulkaanista alkuperää.

Vaihtoehto 3: Jotain vähän sinnepäin mutta ei kuitenkaan?

Halkeamien järjestäytyminen viuhkaksi voi kertoa niiden seuraavan jotain jähmettynyttä valumaa, tai pinnanalaista salaojaputkiston tyylistä rakennetta. Silloin ne olisi helppo liittää Occatorin altaan syntyaikoihin, sen kuuman pohjamateriaalin virtaamiseen, jäähtymiseen ja jähmettymiseen. Kun ajatusta kehittää vielä eteenpäin, Laikulle ja Sutulle löytyykin tästä uusia syntyvaihtoehtoja. Ne voisivat olla Occatorin törmäyksen aiheuttamia. Voi olla, että kraatterin pohjan pinta jäähtyi, mutta alle jäi kuumaa ja kenties paineen alaista tavaraa. Tämä sitten lopulta purkautui Laikun (ja pienemmässä määrin Sutun) kautta pihalle. Halkeamat syntyivät alla olevan tavaran poistuttua.

Oli jää päässyt pinnalle millä mekanismilla tahansa, yksi asia on varma. Tapahtuma on geologisesti tuore, sillä jää ei liene edes Ceresin tienoilla pinnalla kauaa selviävä aine. (Vai suojaako jäätä ehkä sen suolaisuus?) Occatorin pohjalta ei näytä löytyvän montaakaan tuoreempaa kraatteria, joten ehkä Occatorin törmäys tapahtui varsin äskettäin, tuhansia tai miljoonia vuosia sitten? Tai ehkä altaan pohja uusiutuu ja on jollain tasolla yhä vieläkin geologisesti aktiivinen?

Laikku ja Suttu voivat olla sopivasti osuneiden törmäysten jälkiä, ja halkeamat vanhempia. Ehkä halkeamat jopa aktivoituivat uudelleen törmäyksen jälkeen? Ehkä halkeamien pohjois-etelä -pääsuunta kertoo vain jostain laajemmasta heikkousvyöhykkeestä, joka ei tässä kuvassa vain tule esille?

Paljon kysymyksiä. Mikä vaihtoehto (jos mikään) on oikea? Se riippuu piirteiden ikäsuhteista ja yksityiskohdista. Laikusta ja Sutusta täytyy siis saada vieläkin tarkempia kuvia ja muita mittauksia. Niitä on onneksi luvassa, sillä luotain kartoittaa kääpiöplaneettaa luultavasti ainakin tämän vuoden loppuun, todennäköisesti pidempään. Käytännössä siihen asti, että sen hydrasiinivarastot loppuvat.

Päivitys 11.9.: Korjattu Occator-kraatterin epäselvää kuvausta. Kyse on kompleksisesta kraatterista eikä törmäysaltaasta, kuten aiemmin saattoi ymmärtää. Ne ovat kaksi eri asiaa.

Otsikkokuva: Dawn-luotaimen ottama kuva Ceresin kirkkaista pisteistä ja kirjoittajan tekemä nopea hahmotelma alueesta. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA / Jarmo Korteniemi

Kirjoittaja on planetologi, joka tutkinut niin törmäyskraattereita, tulivuoria kuin veden ja jäänkin toimintaa monilla planeetoilla. Tällä hetkellä tekeillä on kirja Suomen törmäyskraattereista.

Outoja viiruja Saturnuksen kuun pinnalla - kuin väriliiduilla vedeltyjä

To, 07/30/2015 - 13:27 By Jarmo Korteniemi

Saturnuksen Tethys-kuun pinnalta on löydetty outoja väriviiruja. Niiden leveys on vain muutamia kilometrejä, pituus useita satoja kilometrejä. Viirut ovat NASAn uutisen mukaan oudoimpia väriyksityiskohtia, mitä koko Saturnuksen kuuperheestä on löydetty.

Viirut erottuvat otsikkokuvassa punaisina, kuin epätasaisen pinnan päältä olisi vedelty väriliidulla. Värit eivät kuitenkaan näyttäisi ihmissilmälle tuollaisilta. Kyse on väärävärikuvasta, jonka sävyjä on muutettu rankalla kädellä yksityiskohtien esiintuomiseksi. Sävyt tulevat vihreästä, infrapunasta ja ultravioletista, jotka on käsittelyssä muutettu punaiseksi, siniseksi ja keltaiseksi. Paljaalla silmällä viiruja ei ehkä edes erottaisi.

Viirut havaittiin ensi kerran vuonna 2004 otetuissa kuvissa, mutta hyvin epäselvästi. Cassini-luotaimen piti odottaa tarkempia kuvausmahdollisuuksia huhtikuuhun 2015 asti. Vasta nyt kuun pohjoiset seudut alkavat tulla kunnolla näkyviin, sopivassa valossa.

Tethysillä ei vaikuta olevan juuri muita pinnanmuotoja kuin kraatterit, sekä niiden synnyttämät laajat halkeamavyöhykkeet ja muutamat tasankoalueet. Voimakkaasti kraatteroituneen Tethysin pinta on ikivanhaa -- lukuunottamatta viiruja. Ne leikkaavat kaikkia muita piirteitä, mutta eivät vaikuta olevan yhteydessä mihinkään jo havaittuun rakenteeseen.

Viirujen alkuperä on toistaiseksi mysteeri. Varmaa on ainoastaan, että niiden koostumus on jollain tavalla erilainen kuin ympäröivän alueen. Mahdollisuuksia on monia: kyse voi olla kaasujen purkautumisesta kuun sisältä, ehkä pinnalla olevista pienenpienistä halkeamista (joita näissä kuvissa ei vielä erota). Kenties kyse on vain ohuen pintakerroksen alta paljastuneesta, hieman erilaisesta jäästä, tai sitten viirut ovat jonkin vastikään pinnalle avaruudesta tippuneen aineen aiheuttamia.

Vastaavia viiruja on löydetty myös Jupiterin Europa-kuun pinnalta. Se on kuitenkin geologisesti hyvin nuori ja aktiivinen, ja sen viirut voidaan yhdistää paksun jääkuoren halkeamiin.

Tethys on runsaan 1000 kilometrin läpimittainen. Se kiertää Saturnusta vajaan 300 000 kilometrin etäisyydellä. Se on siis hieman pienempi kuin oma Kuumme ja sijaitsee myös hieman lähempänä planeettaansa. Tethys myös kiertää Saturnusta lukkiutuneena kuten omakin kiertolaisemme, näyttäen planeetalle koko ajan saman puolen itsestään. Tethys on kaikista Aurinkokunnan merkittävistä kuista harvointa materiaa. Sen oletetaan koostuvan lähestulkoon täysin vesijäästä.

ImagePunaiset viirut eivät ole ainoita Tethysin oudoista väreistä. Tämä erottuu viereisestä, vuonna 2014 julkaistusta karttaprojisoidusta väärävärikuvien mosaiikista. Radalla etummaisena kulkevaa pallonpuoliskoa piiskaavat Saturnuksen magneettikentässä vauhdilla kulkevat elektronit, minkä vuoksi sen ekvaattori näkyy väärävärikuvissa sinertävänä ellipsinä (oikealla), joka himmenee taustapuolta lähestyttäessä. Taustapuoli (vasemmalla) taas punertaa, minkä syyksi on esitetty sekä muista kuista peräisin olevaa materiaa, tai etupuolesta poikkeavaa plasmaympäristöä. Samanlaisia värieroja näkyy myös muiden Saturnuksen keskikokoisten kuiden pallonpuoliskoilla.

Tarkempia kuvia on luvassa vielä tänä vuonna. Seuraava Tethys-kuun lähiohitus on suunniteltu marraskuulle. Nyt kun tutkijat tietävät mitä etsiä, voidaan havitella lisätietoja, jotka auttaisivat viirujen alkuperän selvittämisessä.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Plutosta pakenee avaruuteen 500 tonnia typpeä tunnissa

Pe, 07/17/2015 - 21:15 By Jarmo Korteniemi

New Horizons -luotain on lähettänyt jälleen Maahan uusia ällistyttäviä Pluto -havaintojaan. Niistä kerrottiin juuri loppuneessa NASAn tiedotustilaisuudessa.

Pluton "sydänkuvion" kirkkaat länsi- ja keskiosat on nimetty "Sputnik Planumiksi". Alue vaikuttaa olevan kauttaaltaan hiilimonoksidi- eli häkäjään peitossa. Se on ainoa paikka missä koko pallolla ainetta on löytynyt. Häkä sublimoituu ja virtaa ylös kaasukehään.

Sputnik Planumilla risteilee suuria 20-25 km läpimittaisia monikulmioita. Niiden syntymekanismi on kuitenkin erittäin epäselvä. Polygonien läpimitta on samaa luokkaa kuin Marsistakin löydetyt "jättipolygonienkin". Samankaltaisten piirteiden löytyminen näinkin kaukaa voi auttaa hahlomaan kummankin paikan geologiaa paremmin. Tällä hetkellä selitysmalleja Pluton piirteille on useita: Kyse voisi olla joko pinnan laajamittaisesta tiivistymisestä lämpötilan vaikutuksesta, tai sitten tehostuneesta sublimoitumisesta piirteiden välisillä alueilla.

Yllä: Pluton sydänkuvion keskustan tienoilla maasto koostuu suurista polygoneista. Skaala: 100 mailia = 161 km, 20 mailia = 32 km.

Sputniktasangolta löydettiin myös tummia viiruja, jotka vaikuttavat tuulen aiheuttamilta. Tuulen sijaan kyse voi tosin olle myös geysirien kaltaisista pinnanalaisista purskahduksista, samaan tyyliin kuin Tritonillakin tapahtuu. Tummasta keskuksesta lähtevät viirut himmenevät kauemmas mentäessä. Tutkijoiden mukaan on mahdollista, että kyse on hiilivedyistä.

Kaasukehästä häviää rutkasti typpeä

Pluton kaasukehästä häviää alustavan tiedon mukaan roppakaupalla typpeä: Alustava arvio on noin 500 tonnia tunnissa. Avaruudessa ionisoituvasta kaasusta muodostuu Plutolle pitkä, aurinkotuulessa lepattava typpipyrstö. Pyrstö näkyy otsikkokuvan taustalla sinisenä.

Karkaavan materian määrä on valtava. Esimerkiksi Marsin kaasukehästä katoaa vain tonni tunnissa. Pluton pienempi painovoima päästää tavaraa helpommin pois.

Jos nyt havaittu ainemäärä ekstrapoloidaan Pluton koko 4,5 miljardin vuoden historian ajalle,  kääpiöplaneetan pinnalta olisi hävinnyt 300–3000 metrin paksuinen kiinteän typen kerros. Tämä on kuitenkin erittäin spekulatiivista, sillä kaasun häviämistahti vaihtelee varmasti jo vuoden aikana hyvin paljon, saati sitten miljoonien tai miljardien vuosien skaalassa.

----

Alla on NASAn tänään julkaisema, kuvista koostettu video, joka näyttää miltä maisema vaikutteisi sen yli lennettäessä. Kuvissa olevat paikat on nimetty Norgay Montesiksi (Norgayvuoret) ja Sputnik Planumiksi (Sputniktasannoksi). Vuoristo on saanut nimensä Tenzing Norgayltä, Edmund Hillaryn Everest-vuorelle johdattaneelta shepra-oppaalta, joka todennäköisesti oli huipulla myös ensimmäisenä.

Pluto-kuvat ja animaatio: NASA / JHUAPL / SWRI

Pluton kuusta löytyi outo vuori kuopan pohjalta

Pe, 07/17/2015 - 20:10 By Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA / JHUAPL / SWRI

Uusimmassa Maahan lähetetyssä kuvassa näkyy Kharonin reuna-alueita. Kuva on näpsäisty 79000 kilometrin päästä, noin puolitoista tunttia ennen lähintä ohitusta.

Kuvassa näkyy enimmäkseen tasaista aluetta ja pieniä kraattereita. Lisäksi mukana on höysteenä muutamia viivoja. Ne ovat pinnassa olevia halkeamia  tai railoja, ja käytännössä jatkoa koko palloa kiertävälle halkeamavyöhykkeelle.

Oudoin piirre on kuitenkin kuvan ylälaidassa. Kyse on kuopassa olevasta vuoresta. Toistaiseksi tutkijat ovat olleet siitä ymmällään. Kyse voi olla todella oudosta kraatterista, jonka pohja on ponnahtanut takaisin ylös. Tällaisia on olemassa muuallakin, mutta yleensä ponnahdus koskee vain aivan kraatterin keskiosia. Toisaalta kyse voi myös olla pintaan vajonneesta vuoresta, kuoppaan kertuyneestä materiasta - tai jostain aivan muusta.

Monttuvuori on oudoin Kharonista löydetty piirre.

Analyysien tulokset voivat kuitenkin vielä muuttua.

New Horizons kiusoittelee tutkijoita

New Horizonsin Maahan lähettämät kuvat eivät ole missään tapauksessa vielä täysikokoisia tai -tarkkuuksisia versioita. Ne ovat enemmänkin "sneak peak" -tyylisiä kiusoittelukuvia. Kuvia on pakattu erittäin tehokkaasti, mikä lyhentää lähetysaikaa ja varmistaa edes alustavien kuvien saannin jos jotain sattuu menemään luotaimessa vikaan. Samalla pakkaus kuitenkin huonontaa kuvanlaatua roimasti.

New Horizons härnää tutkijoita lähetysohjelmistonsa mukaan. Se lähettää ensin huonon version, ja vasta jonkin ajan kuluttua paremman. Tarkimmat versiot lähetetään Maahan kenties vasta kuukausien päästä.

Juuri nyt käynnissä on uusi tiedotustilaisuus, jossa luultavasti kerrotaan uusista aineistoista. Palaamme siis kohta takaisin asiaan!

Pluton piirteitä: haljennut sydän, Balrog ja Cthulhu

Ke, 07/15/2015 - 15:50 By Jarmo Korteniemi

Pluton pinnan salaisuudet alkavat hiljalleen avautua tutkijoille. Osa New Horizons -luotaimen lähettämä aineistosta sopii hyvin Maasta tehtyihin tutkimuksiin. Osa taas ei sovi ollenkaan, edes toisiinsa.

Aineita pinnalla ja pinnan päällä

Kuvan keskellä näkyy "sydän".  Se on muodostunut kahdesta osasta: vasen vaikuttaa olevan valtava törmäysallas ja oikea taas laajalle levittäytyvä kraatteroitunut tasanko. Syväntä täyttävä vaalea materia on yhtälailla kaksijakoinen, mutta aineista ei ole vielä täyttä selvyyttä. Kyse voi olla typpilumesta (N2), häkä-jäästää (CO), kummastakin, tai jostain muusta. Häkä-ideaa tukee se, että tuo aines on saatu kartoitettua jo Maasta käsin. Havaittu muoto täsmäisi hyvin ainakin vasempaan "sydämen" lohkoon.

Pluton napajäätikkö koostuu tiettävästi typpi- ja hiilidioksidijäästä. Maasta tehtyjen tutkimusten perusteella Pluton väritys muuttuu alituiseen: pohjoinen alue kirkastui ja eteläinen tummui 1993-2004, ja lopuksi koko Pluto muuttui punertavammaksi. Kyse on vuodenaikojen vaihtelun aiheuttamasta sublimaatiosta, jäätymisestä ja aineiden siirtymisestä eri alueille kääpiöplaneetan pinnalla.

Yllä: Pluton parhaiten nähdyn puoliskon alustava kartta. Värit ilmentävät erilaisia geologisia yksiköitä. Katso myös aiempi kartoitus vastakkaiselta pallonpuoliskolta. Kuva: NASA / JHUAPL / SRI / Jarmo Korteniemi (kartoitus).

 

Pluton kaasukehä aiheuttaa tutkijoille yhä harmaita hiuksia. Pitkän linjan Pluto-tutkija Ralph McNutt on varsin skeptinen aiemmin julkistetun typpi-ionilöydön suhteen. Hänen mukaansa on varsin todennäköistä, että kyse oli aurinkotuulen aiheuttamasta anomaliasta. Tämä olisi myös paremmin linjassa sen kanssa, mitä muut tutkimukset ovat kertoneet Pluton kaasukehästä. Se ei olekaan niin mittava kuin aiemmin luultiin.

Vaikuttaa siltä, että Kharon nappaa osan Plutosta karkaavista aineista. Kharonin tumma alue voi hyvinkin olla suuri allas, johon päätyy kasoittain Plutosta peräisin olevaa materiaa. Tumma aines nimittäin vaikuttaa varsin erilaiselta kuin loppu Kharonista, mutta varsin samankaltaiselta kuin naapurinsa ekvaattorin juuri nimetyt alueet (tai oikeastaan koko Pluto). Oletus on, että kyse on hiilipitoisista ja punertavista toliineista.

Uutta nimistöä

Tiistaina pidetyssä tiedotustilaisuudessa julkistettiin kartta, johon on nimetty Pluton ekvaattoria kiertävät tummat läikät (otsikkokuva). Mukana on esimerkkejä niin kirjallisuudesta (Cthulhu ja Balrog) kuin mytologiastakin (Meng-p'o, Krun, Ala, Vucub-Came ja Hun-Came). Nimet eivät ole virallisia, vaan yleisökampanjan avulla kerättyjä. Ne voivat siis vielä muuttua ennen IAU:n hyväksyntää.

Nimet heijastelevat muutoinkin Pluto-systeemin tuonpuoleiseen viittaavaa nimittelyä: Kuista Kharon on kreikkalaisessa mytologiassa Haadeen lautturi, Styx on virta manalan ja elävien maailman välillä. Nix on Kharonin äiti, ja Kerberos manalaa vartioiva hauveli. Kääpiöplaneetta itse on manalan jumala – roomalaismytologiassa, tosin.

Kirjoittaja taas on luotainkuvien analysointiin erikoistunut planetologi.

Päivitys klo 16.15: Lisätty tieto Maasta tehdyistä tutkimuksista.

Lähteinä käytetty NASAn kuvia sekä MSNBC:n artikkelia sekä Emily Lakdawallan Twitter-tilillään raportoimia asioita tiedotustilaisuudesta.

Uutta aineistoa Plutosta

Ti, 07/14/2015 - 21:39 By Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA / JHUAPL / SWRI

Ensimmäinen NASAn tiedotustilaisuus ohilennon jälkeen on juuri nyt käynnissä. Siellä näytetään lähestymisen aikana saatuja aineistoja. Niitä, jotka vaativat enemmän käsittelyä ennen julkistamista kuin pelkät digikuvat.

Otsikkokuvassa näkyy värikuva Plutosta ja Kharonista. Värit eivät ole todellisia – kääpiöplaneetta ei siis ole lähimainkaan tuon värinen. Värit kertovat pinnan alueiden koostumuksesta; eri esittävät ovat erilaisia materiaaleja. Kuva on saatu Ralph -instrumentilla näkyvän valon spektriä analysoimalla. Valkoisen ja vaaleansinisen kirjavat alueet Pluton keskellä sattuvat aiemmin "sydämeksi" tituleeratun alueen kohdalle (kuva tästä alla).

Vaalea kuvio Pluton pinnalla ei siis alustavan analyysin perusteella ole mikään nätti tarkkarajainen sydän, vaikka se sellaiselta ensin näyttikin. Kyse on todennäköisesti suuresta törmäysaltaasta. Sellainen on "tarpeeksi ison" törmäyksen aikaansaama – siinä ei synny tavanomaista kraatteria, vaan laaja, tasapohjainen alanko.

Sekä Pluton että Kharonin tummat alueet näyttävät koostuvan samanvärisestä – ehkä jopa samasta – aineksesta. Mielenkiintoinen on myös Pluton pohjoisnapaa ympäröivä kellertäväksi merkitty materiaali. Se lienee olla joko typpi- tai metaanijäätä.

Analyysit ovat vielä alustavia, ja tulkinta voi muuttua lisätietojen myötä. Tutustumme julkaistuun aineistoon nyt tarkemmin ja palaamme asiaan lähiaikoina.

Juttua päivitetty klo 22.00: Kuvia muutettu ja analyysiä lisätty.

Pluton ja Kharonin alustavat kartat

Planeettatutkimuksessa eletään harvoin näin historiallisia aikoja. Aiemmin täysin tutkimaton kohde suurenee silmissä - tai ainakin luotaimen kamerallaan ottamissa kuvissa. Uudet Mars-luotaimet, komeettojen tai asteroidien lähemmät kartoitukset... ne eivät ole mitään tähän verrattuna. Nyt päästään täysin uuden kohdetyypin kimppuun.

Päätin kaivaa planetologi-minäni naftaliinista ja kartoittaa kääpiöplaneetan. Ja tietysti sen kuun, kun sellainen on nyt noinkin kivasti hollilla. Näin siitä huolimatta, että New Horizonsin tutkijat luultavasti julkaisevat vielä tänä iltana uusia, entistä tarkempia kuvia. Ja jokainen uusi kuva voi tietää tulkinnan muuttumista kertaheitolla. Ainakin, kun tarkkuus paranee tätä vauhtia. Kärjistetysti sanoen pikselimäärän merkittävä lisäys voisi vaikkapa osoittaa, että aiemmin lehmäksi luultu otus olikin hevonen, tai sitten leikkimökki.

Mutta minua kiinnostikin tietää juuri tuosta asiasta. Kuinka paljon se tulkinta sitten oikein muuttuu kuvien välillä?

Pluto-kuvissa on toki yksi perustavanlaatuinen ongelma: kuvassa näkyvä alue ei pysy samana. Pallojen pyöriessä vanhat piirteet siirtyvät pois näkyvistä ja horisontin takaa paljastuu uusia tilalle. Mutta se ei haittaa. Paljoa. Oletukseni on, että joka puolelta palloa löytyy yksityiskohtia.

BLOG